Física 2BGU Aceleracion-de-dos-objetos-conectados-mediante-una-cuerda

Física
Segundo curso BGU
FICHA No
Nombre:
Aceleración de dos objetos conectados
mediante una cuerda

a
m2

a
θ
El diagrama de cuerpo libre del objeto de masa m2 es:
y

T
x
m1
Mineduc

m1g
Aplicando la segunda ley de Newton tenemos que:
(1)
∑ Fx = 0
(2)
∑ Fy = m ⋅ a
(3)
∑ F = T − m1 ⋅ g = m1 ⋅ a
(4)
T = m1 ⋅ a + m1 ⋅ g
El diagrama de cuerpo libre del objeto de masa m2 es:
y’

n

T
m2g senθ
x’
Mineduc
m2g cosθ
θ
Prohibida su venta. Ministerio de Educación

m2g
Aplicando la segunda ley de Newton al objeto sobre el plano inquinado
tenemos:
(5)
∑ Fy ' = 0
(6)
∑ Fy ' = n − m2 ⋅ g ⋅ cosθ = 0
(7)
n = m2 ⋅ g ⋅ cosθ
(8)
∑ Fx ' = m ⋅ a
(9)
∑ Fx ' = m2 ⋅ g ⋅ senθ − T = m2 ⋅ a
(10)
T = m2 ⋅ g ⋅ senθ − m2 ⋅ a
1
m1
Mineduc
Si colocamos una esfera de masa m1 y un bloque de masa m2 se unen mediante una cuerda ligera (masa despreciable) que pasa sobre una polea sin
fricción. El bloque se encuentra sobre un plano inclinado con un ángulo
θ. Si no consideramos la fricción generada por el movimiento, cuál es la
magnitud de la aceleración que experimenta el sistema.
Física
Segundo curso BGU
FICHA No
Nombre:
Reemplazando (1) en (2)
(11)
(12)
m1 ⋅ a + m1 ⋅ g = m2 ⋅ g ⋅ senθ − m2 ⋅ a
a ( m1 + m2 ) = g ( m2 ⋅ senθ − m1 )
Por lo tanto, la aceleración que experimenta el sistema es:
(13)
a=
g ( m2 ⋅ senθ − m1 )
(m1 + m2 )
Fuerzas de rozamiento o de fricción
F = m∙a
De acuerdo con el gráfico de la persona
moviendo una caja observamos

que al empujarla con una fuerza F hacia la izquierda la caja tiende a moverse en la misma dirección,
fuerza que
pero la persona experimenta una

se opone al movimiento fr , en este sentido, si aumenta F también au
mentará fr . Lacaja se deslizará cuando la fuerza F sea mayor que la fuerza de fricción fr .
fr
Freepik
Cuando objetos se mueven sobre una superficie o un medio viscoso como
el agua se experimenta una resistencia al movimiento debido a que el objeto interactúa con su entorno, tal resistencia se la conoce como fuerza de
fricción. Gracias a esta fuerza es posible que uno camine y los vehículos
con ruedas se desplacen por las calles. Aunque en Física con frecuencia se
suele idealizar los movimientos al despreciar la ficción en la vida cotidiana
cada vez que deseamos empujar o jalar un objeto notamos una resistencia
al movimiento. Pensemos por ejemplo cuando movemos una caja sobre un
piso de madera.
La fuerza de fricción se determina por: fr = µ ⋅N
Donde,
fr: fuerza de fricción
μ: coeficiente de rozamiento
N: fuerza normal
Actividades grupales
3 Resolvamos en parejas:
ly/324IRtW, analicemos la información expuesta acerca de la fuerza de fricción y respondamos: ¿Existen superficies completamente lisas? ¿Por qué?
Determinar la aceleración del sistema en
los casos.
a) Sin rozamiento
b) Con rozamiento
2 Investiguemos algunos coeficientes de fric-
MA=50 kg
MB=70 kg
ción de cinco materiales comunes en nuestro entorno.
α=37°
μe=0,4
μd=0,2
2
A
α
B
Mineduc
Prohibida su venta. Ministerio de Educación
1 Ingresemos al siguiente enlace: http://bit.